Kosmetiska emulsionspreparat

Lösligheten av jämförelsevis små mängder oljekomponenter i skölj- och schampoformuleringar visar de grundläggande emulgeringsegenskaper som alkylpolyglykosider bör förväntas uppvisa som nonjoniska tensider. Emellertid är en korrekt förståelse av fasbeteendet i flerkomponentsystem nödvändig för att utvärdera alkylpolyglykosider som kraftfulla emulgeringsmedel i kombination med lämpliga hydrofoba koemulgeringsmedel. I allmänhet bestäms gränssnittsaktiviteten hos alkylpolyglykosider av kolkedjelängden och, i mindre utsträckning, av polymerisationsgraden (DP). Gränssnittsaktiviteten ökar med alkylkedjelängden och är som högst nära eller över CMC med ett värde under 1 mN/m. Vid gränssnittet mellan vatten och mineralolja uppvisar C12-14 APG lägre ytspänning än C12-14 alkylsulfat. Gränssnittsspänningar för n-dekan, isopropylmyristat och 2-oktyldodekanol har mätts för rena alkylmonoglukosider (C8, C10, C12) och deras beroende av lösligheten av alkylpolyglykosider i oljefasen har beskrivits. Medellångkedjiga alkylpolyglykosider kan användas som emulgeringsmedel för o/w-emulsioner i kombination med hydrofoba koemulgeringsmedel.

Alkylpolyglykosider skiljer sig från etoxylerade nonjoniska tensider genom att de inte genomgår temperaturinducerad fasomvandling från olja-i-vatten (O/W) till olja-i-vatten (W/O) emulsioner. Istället kan de hydrofila/lipofila egenskaperna balanseras genom att blandas med en hydrofob emulgeringsmedel såsom glycerinmonooleat (GMO) eller dehydrerad sorbitolmonolaurat (SML). Faktum är att fasbeteendet och gränsytspänningen hos alkylpolyglykosid-emulgeringssystemet är mycket lika de hos det konventionella fettalkoholetoxylatsystemet om blandningsförhållandet hydrofilt/lipofilt emulgeringsmedel i det icke-etoxylerade systemet används istället för temperatur som den viktigaste fasbeteendeparametern.

Systemet med dodekan, vatten, laurylglukosid och sorbitanlaurat som hydrofob koemulgeringsmedel bildar mikroemulsioner vid ett visst blandningsförhållande mellan C12-14 APG och SML på 4:6 till 6:4 (Figur 1). Högre SML-halter leder till w/o-emulsioner medan högre alkylpolyglykosidhalter producerar o/w-emulsioner. Variation av den totala emulgeringsmedelskoncentrationen resulterar i en så kallad "Kahlweit-fisk" i fasdiagrammet, där kroppen innehåller trefas-mikroemulsioner och svansen enfas-mikroemulsioner, vilket observeras med etoxylerade emulgeringsmedel som en funktion av temperaturen. Den höga emulgeringskapaciteten hos C12-14 APG/SML-blandningen jämfört med ett fettalkoholetoxylatsystem återspeglas i det faktum att även 10 % av emulgeringsmedelsblandningen är tillräcklig för att bilda en enfas-mikroemulsion.

Likheten i fasinversionsmönstren för de två typerna av ytaktiva ämnen är inte bara begränsad till fasbeteendet, utan kan även hittas i gränssnittsspänningen i emulgeringssystemet. De hydrofila-lipofila egenskaperna hos emulgeringsmedelsblandningen nådde jämvikt när förhållandet C12-14 APG/SML var 4:6 och gränssnittsspänningen var som lägst. Det är värt att notera att en mycket låg minimigränssnittsspänning (ca 10^-3mN/m) observerades med användning av C12-14 APG/SML-blandningen.

Bland alkylglykosider innehållande mikroemulsioner är orsaken till den höga gränsytaktiviteten att hydrofila alkylglykosider med större glukosidgrupper och hydrofoba koemulgeringsmedel med mindre grupper blandas vid olje-vatten-gränssnittet i ett idealiskt förhållande. Hydrering (och den effektiva storleken på hydreringshuvudet) är mindre beroende av temperatur än vad som är fallet med etoxylerade nonjoniska tensider. Således observeras parallell gränsytspänning endast för det något temperaturberoende fasbeteendet hos den icke-etoxylerade emulgeringsmedelsblandningen.

Detta ger intressanta tillämpningar eftersom alkylglykosider, till skillnad från fettalkoholetoxylater, kan bilda temperaturstabila mikroemulsioner. Genom att variera innehållet av ytaktivt ämne, typen av ytaktivt ämne som används och förhållandet olja/vatten kan mikroemulsioner framställas med specifika egenskaper, såsom transparens, viskositet, modifieringseffekter och skumningsegenskaper. Genom att använda koemulgeringsmedlet i det blandade systemet av alkyletersulfat och icke-joner observeras den expanderade mikroemulsionsarean, och den kan användas för att formulera koncentrat- eller finpartikelformiga olje-vattenemulsioner.

En utvärdering har gjorts av pseudoternära fastrianglar av flerkomponentsystem innehållande alkylpolyglykosid/SLES och SML med ett kolväte (dioktylcyklohexan) och alkylpolyglykosid/SLES och GMO med polära oljor (dikaprylyleter/oktyldodekanol). De visar variationen och omfattningen av areor för o/w, w/o eller mikroemulsioner för hexagonala faser och för lamellära faser beroende på komponenternas kemiska struktur och blandningsförhållande. Om dessa fastrianglar läggs över kongruenta prestandatrianglar som till exempel indikerar skumningsbeteende och viskositetsegenskaper hos motsvarande blandningar, ger de ett värdefullt hjälpmedel för formuleraren att hitta specifika och väl utformade mikroemulsionsformuleringar för t.ex. ansiktsrengöringsmedel eller återfettande skumbad. Som ett exempel kan en lämplig mikroemulsionsformulering för återfettande skumbad härledas från fastriangeln.